干式空心電抗器匝間短路故障的空間磁場(chǎng)分布研究.pdf

1、干式空心電抗器(Dry-type Air-core Reactors，DAR)憑借電抗值線性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償、濾波和限流等場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。自DAR投入運(yùn)行以來(lái)，出現(xiàn)了多起燒毀事故，大量分析結(jié)果表明，多數(shù)電抗器燒毀事故是由匝間短路故障引起的。為了減少DAR匝間短路故障問(wèn)題，除提高電抗器制造水平外，還必須配有有效的匝間短路故障檢測(cè)手段。但是，現(xiàn)有的匝間短路故障檢測(cè)方法都存在靈敏度低或者可靠性差等缺陷。

2、因此，針對(duì)電抗器匝間短路故障問(wèn)題，探究一種靈敏度高、可靠性好的匝間短路故障檢測(cè)方法有著重要意義。
　　為了研究有效的DAR匝間短路故障檢測(cè)方法，本文基于電抗器空間磁場(chǎng)分布規(guī)律開展了一系列的研究，主要內(nèi)容有:研究DAR空間磁場(chǎng)計(jì)算方法，總結(jié)分析DAR空間磁場(chǎng)分布與匝間短路故障之間的關(guān)系，提出構(gòu)建磁場(chǎng)變化量與故障程度或位置的擬合函數(shù)以得到DAR匝間短路故障的檢測(cè)方法。
　　探究DAR空間磁場(chǎng)計(jì)算方法對(duì)研究電抗器故障磁場(chǎng)變化規(guī)律具

3、有重要意義。本文給出了DAR空間磁場(chǎng)的定義，據(jù)此分析了DAR的電氣特性與等效電路，并根據(jù)基爾霍夫定律和麥克斯韋方程組建立了DAR等效模型。研究出一種基于有限元計(jì)算電抗器線圈電感和空間磁場(chǎng)分布的方法，并對(duì)電抗器線圈電感和空間磁場(chǎng)分別進(jìn)行有限元仿真，解析計(jì)算法對(duì)有限元仿真結(jié)果的驗(yàn)證證明了所建電抗器模型的準(zhǔn)確性與所用有限元計(jì)算法的可行性。
　　為進(jìn)一步探索DAR匝間短路故障磁場(chǎng)分布規(guī)律，以電壓等級(jí)為35kV的并聯(lián)DAR為例，在故障模型的

4、各不同位置設(shè)定不同程度的匝間短路故障，通過(guò)比較電抗器在不同故障下沿軸向中心軸(Axial Traverse in Center，ATC)和徑向中心軸(Lateral Traverse in Center, LTC)兩個(gè)方向的空間磁場(chǎng)分布，得出匝間短路故障對(duì)電抗器空間磁場(chǎng)的影響規(guī)律。
　　本文基于DAR空間磁場(chǎng)變化規(guī)律提出一種匝間短路故障檢測(cè)方法。將觀測(cè)點(diǎn)磁場(chǎng)變化量和故障程度或位置作為擬合變量，分別建立了故障程度以及故障位置與觀測(cè)點(diǎn)